本實(shí)用新型涉及示波器領(lǐng)域，具體涉及一種示波器及其交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)和數(shù)字芯片。

背景技術(shù)：

在進(jìn)行現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)時(shí)，工程師在關(guān)注其設(shè)計(jì)中的電子信號(hào)中特定的信號(hào)類型且用示波器將其感興趣的事件附近的波形采集出來(lái)進(jìn)行分析時(shí)，經(jīng)常需要忽略電子信號(hào)中的直流分量。輸入信號(hào)中不可避免的直流分量，在示波器中采用交流耦合觸發(fā)功能可以有效的去除觸發(fā)信號(hào)中的直流分量，使觸發(fā)信號(hào)變得更穩(wěn)定、可靠。

現(xiàn)有技術(shù)方案：如下圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)方案中觸發(fā)信號(hào)交流耦合功能是使用模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。模擬通道輸入的信號(hào)分為兩部分，一部分通過(guò)波形通道放大及耦合電路1后送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)2，然后再送到數(shù)字芯片3進(jìn)行采集、處理、顯示；另外一部分通過(guò)觸發(fā)通道交流耦合電路4抑制掉信號(hào)的直流部分，后送給模擬比較器5產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，送給數(shù)字芯片3產(chǎn)生各種觸發(fā)功能。

然而，采用模擬器件或者電路實(shí)現(xiàn)交流耦合觸發(fā)功能，需要額外的模擬元器件，增加單板面積，將提高硬件成本；采用模擬器件實(shí)現(xiàn)交流耦合觸發(fā)功能，必須使用模擬觸發(fā)，易受外界環(huán)境影響，放大觸發(fā)抖動(dòng)。

因此，現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)和提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N示波器及其交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)和數(shù)字芯片，采用數(shù)字觸發(fā)，不受外界環(huán)境影響，提高了觸發(fā)的穩(wěn)定性。

根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，本實(shí)用新型提供一種示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，包括：

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將模擬波形信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形信號(hào)；

觸發(fā)信號(hào)獲取電路，用于濾除所述數(shù)字波形信號(hào)中的交流分量，得到直流分量；將所述直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平；將所述觸發(fā)電平與所述數(shù)字波形信號(hào)比較，得到觸發(fā)信號(hào)；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與觸發(fā)信號(hào)獲取電路的輸入端連接。

所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，其中，所述觸發(fā)信號(hào)獲取電路包括：

數(shù)字交流過(guò)濾模塊，用于濾除模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字波形信號(hào)中的交流分量，得到直流分量；

加法器，用于將所述直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平；

數(shù)字比較器，用于將所述觸發(fā)電平與所述數(shù)字波形信號(hào)比較，得到觸發(fā)信號(hào)；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接數(shù)字交流過(guò)濾模塊的輸入端和數(shù)字比較器的第一輸入端，所述數(shù)字交流過(guò)濾模塊的輸出端通過(guò)加法器連接數(shù)字比較器的第二輸入端。

所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，其中，所述觸發(fā)信號(hào)獲取電路還包括降采樣及存儲(chǔ)模塊，所述降采樣及存儲(chǔ)模塊用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字波形信號(hào)進(jìn)行降采樣和/或存儲(chǔ)；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端還連接降采樣及存儲(chǔ)模塊的輸入端。

所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，其中，所述觸發(fā)信號(hào)獲取電路還包括ADC接口，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端通過(guò)所述ADC接口連接降采樣及存儲(chǔ)模塊的輸入端、數(shù)字交流過(guò)濾模塊的輸入端和數(shù)字比較器的第一輸入端。

所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括：

輸入通道，用于接收并傳輸模擬信號(hào)；

波形通道放大及耦合電路，用于將所述模擬信號(hào)進(jìn)行放大和耦合；

所述輸入通道的輸出端與所述波形通道放大及耦合電路的輸入端相連，所述波形通道放大及耦合電路的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。

所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，其中，所述觸發(fā)信號(hào)獲取電路為數(shù)字芯片。

所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，其中，所述數(shù)字交流過(guò)濾模塊包括多相濾波器。

根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，本實(shí)用新型提供一種數(shù)字芯片，包括：

數(shù)字交流過(guò)濾模塊，用于濾除模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字波形信號(hào)中的交流分量，得到直流分量；

加法器，用于將所述直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平；

數(shù)字比較器，用于將所述觸發(fā)電平與所述數(shù)字波形信號(hào)比較，得到觸發(fā)信號(hào)；

所述數(shù)字交流過(guò)濾模塊的輸出端通過(guò)加法器連接數(shù)字比較器的第二輸入端。

所述的數(shù)字芯片，其中，所述數(shù)字芯片還包括用于對(duì)接收的數(shù)字波形信號(hào)進(jìn)行降采樣和/或存儲(chǔ)的降采樣及存儲(chǔ)模塊。

根據(jù)本實(shí)用新型的第三方面，本實(shí)用新型提供一種示波器，包括如上所述的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，或者，包括如上所述的數(shù)字芯片。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型通過(guò)先將模擬波形信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形信號(hào)，進(jìn)而濾除所述數(shù)字波形信號(hào)中的交流分量，得到直流分量；將所述直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平；最后將所述觸發(fā)電平與所述數(shù)字波形信號(hào)比較，得到觸發(fā)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)觸發(fā)信號(hào)的直流抑制，而且采用的是數(shù)字觸發(fā)，減少了模擬元器件或者模擬電路，節(jié)省了成本，且不受外界環(huán)境影響，提高了觸發(fā)的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中采用模擬的交流觸發(fā)耦合電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型提供的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過(guò)提供一種示波器，其包括交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)。

請(qǐng)參考圖2，本實(shí)用新型提供的示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，包括：波形通道放大及耦合電路10、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)20和觸發(fā)信號(hào)獲取電路30。波形通道放大及耦合電路10的輸入端連接示波器的信號(hào)通道，接收信號(hào)通道輸入的模擬信號(hào)，波形通道放大及耦合電路10的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸入端；模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸出端連接觸發(fā)信號(hào)獲取電路30的輸入端。

波形通道放大及耦合電路10，用于接收示波器信號(hào)通道輸出的模擬信號(hào)，將所述模擬信號(hào)進(jìn)行放大和耦合。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器20，用于將波形通道放大及耦合電路10輸出的模擬波形信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形信號(hào)，并將所述數(shù)字波形信號(hào)輸出給觸發(fā)信號(hào)獲取電路30。

觸發(fā)信號(hào)獲取電路30，用于濾除數(shù)字波形信號(hào)中的交流分量，得到直流分量；將直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平；將觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號(hào)比較，得到觸發(fā)信號(hào)。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)觸發(fā)信號(hào)的直流抑制，而且采用的是數(shù)字觸發(fā)，減少了模擬元器件或者模擬電路，節(jié)省了成本，且不受外界環(huán)境影響，提高了觸發(fā)的穩(wěn)定性。

本實(shí)施例中，觸發(fā)信號(hào)獲取電路30為數(shù)字芯片，具體為現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)和專用集成電路(ASIC)中的一種。

進(jìn)一步的，觸發(fā)信號(hào)獲取電路30包括ADC接口310、降采樣及存儲(chǔ)模塊320、數(shù)字交流過(guò)濾模塊330、加法器340和數(shù)字比較器350。模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸出端連接降采樣及存儲(chǔ)模塊320的輸入端、數(shù)字交流過(guò)濾模塊330的輸入端以及數(shù)字比較器350的第一輸入端。具體的，ADC接口310的輸入端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸出端，ADC接口310的輸出端連接降采樣及存儲(chǔ)模塊320的輸入端、數(shù)字交流過(guò)濾模塊330的輸入端以及數(shù)字比較器350的第一輸入端，數(shù)字交流過(guò)濾模塊330的輸出端通過(guò)加法器340連接數(shù)字比較器350的第二輸入端。

數(shù)字芯片的ADC接口310接收到的來(lái)自模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的數(shù)字波形信號(hào)后，將其一分為三，輸出給降采樣及存儲(chǔ)模塊320、數(shù)字交流過(guò)濾模塊330和數(shù)字比較器350。

降采樣及存儲(chǔ)模塊320用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器20輸出的數(shù)字波形信號(hào)進(jìn)行降采樣和/或存儲(chǔ)，用做后續(xù)的顯示及測(cè)試處理。

數(shù)字交流過(guò)濾模塊330用于濾除模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字波形信號(hào)中的交流分量，得到直流分量，并輸出給加法器340。數(shù)字比較器350。數(shù)字交流過(guò)濾模塊330包括一個(gè)多相濾波器和一個(gè)多級(jí)抽取低通濾波器。ADC接口310輸出的并行N路數(shù)據(jù)(數(shù)字波形信號(hào))首先經(jīng)過(guò)多項(xiàng)濾波器，變成一路濾除高頻成分的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)一步進(jìn)行多級(jí)抽取濾波，以獲得一個(gè)符合指標(biāo)要求的低通信道，且該信道的輸出為直流分量，從而將交流分量濾除，此交流過(guò)濾采用常規(guī)的方式，本實(shí)用新型不作贅述。

加法器340，用于將直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平，使得觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號(hào)匹配。即，加法器340一輸入端輸入直流分量，另一輸入端輸入預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平。數(shù)字觸發(fā)電平根據(jù)需求預(yù)先設(shè)置。

數(shù)字比較器350用于將觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號(hào)比較，得到觸發(fā)信號(hào)。由于觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號(hào)均包含直流分量，故數(shù)字比較器350將兩者進(jìn)行比較后，即可過(guò)濾掉數(shù)字波形信號(hào)中的直流分量，比較結(jié)果即為高低電平的觸發(fā)信號(hào)；觸發(fā)信號(hào)即可對(duì)應(yīng)產(chǎn)生各種觸發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)交流觸發(fā)耦合。示波器輸入的模擬信號(hào)，其直流分量和交流分量并非固定不變的。本實(shí)用新型通過(guò)將數(shù)字波形信號(hào)分成兩路，一路進(jìn)行交流濾波并與數(shù)字觸發(fā)電平相加，另一路不變，使得無(wú)論直流分量和交流分量如何變化，觸發(fā)電平和數(shù)字波形信號(hào)中的直流分量均相同，通過(guò)數(shù)字比較器350比較之后即可消除，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單可靠。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的示波器及其示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，減少了模擬元器件或者模擬電路，節(jié)省了成本；采用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)交流觸發(fā)耦合，無(wú)需校準(zhǔn)，無(wú)溫漂；可解決傳統(tǒng)示波器在低斜率下無(wú)觸發(fā)或觸發(fā)不穩(wěn)定的問(wèn)題。

基于上述實(shí)施例提供的示波器及其示波器的交流觸發(fā)耦合系統(tǒng)，本實(shí)用新型還提供一種數(shù)字芯片，該數(shù)字芯片即為上述實(shí)施例中的數(shù)字芯片，其包括ADC接口310、降采樣及存儲(chǔ)模塊320、數(shù)字交流過(guò)濾模塊330、加法器340和數(shù)字比較器350。外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸出端連接降采樣及存儲(chǔ)模塊320的輸入端、數(shù)字交流過(guò)濾模塊330的輸入端和數(shù)字比較器350的第一輸入端，具體的，ADC接口310的輸入端用于連接外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的輸出端，ADC接口310的輸出端連接降采樣及存儲(chǔ)模塊320的輸入端、數(shù)字交流過(guò)濾模塊330的輸入端和數(shù)字比較器350的第一輸入端，數(shù)字交流過(guò)濾模塊330的輸出端通過(guò)加法器340連接數(shù)字比較器350的輸入端。

數(shù)字芯片的ADC接口310接收到的來(lái)自模數(shù)轉(zhuǎn)換器20的數(shù)字波形信號(hào)后，將其一分為三，輸出給降采樣及存儲(chǔ)模塊320、數(shù)字交流過(guò)濾模塊330和數(shù)字比較器350。

降采樣及存儲(chǔ)模塊320，用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器20輸出的數(shù)字波形信號(hào)進(jìn)行降采樣和/或存儲(chǔ)，用做后續(xù)的顯示及測(cè)試處理。

數(shù)字交流過(guò)濾模塊330，用于濾除模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字波形信號(hào)中的交流分量，得到直流分量，并輸出給加法器340。數(shù)字比較器350。數(shù)字交流過(guò)濾模塊330包括多相濾波器。多相濾波器對(duì)數(shù)字波形信號(hào)進(jìn)行數(shù)字低通濾波處理，并計(jì)算出直流分量的值，將交流分量濾除，此交流過(guò)濾采用常規(guī)的方式，本實(shí)用新型不作贅述。

加法器340，用于將直流分量與預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平相加，得到觸發(fā)電平，使得觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號(hào)匹配。即，加法器340一輸入端輸入直流分量，另一輸入端輸入預(yù)設(shè)的數(shù)字觸發(fā)電平。數(shù)字觸發(fā)電平根據(jù)需求預(yù)先設(shè)置。

數(shù)字比較器350，用于將觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號(hào)比較，得到觸發(fā)信號(hào)。由于觸發(fā)電平與數(shù)字波形信號(hào)均包含直流分量，故數(shù)字比較器350將兩者進(jìn)行比較后，即可過(guò)濾掉數(shù)字波形信號(hào)中的直流分量，比較結(jié)果即為高低電平的觸發(fā)信號(hào)；觸發(fā)信號(hào)即可對(duì)應(yīng)產(chǎn)生各種觸發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)交流觸發(fā)耦合。

以上應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行闡述，只是用于幫助理解本實(shí)用新型，并不用以限制本實(shí)用新型。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演、變形或替換。